Cell：小鼠大脑结构成像或揭示神经网络奥秘
近日，由哈佛大学生物成像中心及分子与细胞生物学系等处的Douglas S. Richardson博士以及Jeff W. Lichtman博士合作的研究成功在纳米尺寸上对小鼠大脑的一部分进行了综合成像，该研究或为理解学习改变大脑的机制提供一定的思路和帮助，相关成果发表于近期Cell杂志上。
研究者对小鼠的大脑进行图像采集并且进行了流水线式的分析，Lichtman博士表示，“其中令人感到惊奇的是，轴突通常会在相同的树突位置产生两个、三个甚至更多的突触，而当前的理解表明，树突棘(dendritic spines)可以尽可能地帮助收集许多不同轴突的神经元信息，然而我们却发现，在很多情况下相同的轴突会在相同的树突位置寻找不同的树突棘。”
研究者指出，多个接触的轴突可以同树突进行高效地交流沟通，因为它们之间存在着紧密的联系，深入研究发现，某些轴突可以在相同的树突附近形成突触。研究者还发现，树突棘不会通过轴突的电活性来进行成形，这与传统的看法相反；树突棘的形状会从较长的膜状结构变成粗短的结构，基于轴突的电活性可以帮助其进行成形，但由于在相同的轴突上存在多个不同形状的树突棘，因此其需要相同的电活性。
随后研究人员利用电子显微镜来捕捉组织成像并且通过多个板层塑造了一种方法来追踪细胞，使得科学家们重新将轴突、树突及突触形成3D图像，这些图像或可被用于组建数据库来进行相关的神经元连接性的研究。在本研究中，研究者对40μm×40μm×40μm的大脑结构进行了成像，在这种体积下研究者重建了一个仅有1500μm3的区域，而这相当于小鼠大脑十亿分之三的区域。
研究者在如此小的大脑区域中发现了1500个可以提供轴突和树突的神经元细胞，而这是一个非常惊人的数量，这些神经细胞会形成大量大脑区域，并且构建出哺乳动物大脑中复杂的神经网络。
在本研究中，研究者深入剖析了小鼠大脑的结构，后期研究者还将继续进行深入研究来解析大脑的奥秘。
《医学科学报》 (第40期 第5版 国际期刊), http://www.100md.com